基于光谱角指数小麦冠层叶片特征差异估测研究

[目的]为利用高光谱技术实现作物氮素营养状况无损快速监测提供途径.[方法]通过不同品种小麦不同氮素水平试验,分析小麦不同氮素营养状况下,叶片叶绿素含量与叶面积指数、冠层光谱角的关系,定量分析光谱角指数,并建立相关模型对小麦氮素营养状况进行实时监测.[结果]冠层光谱角指数与差值叶绿素含量和差值叶面积指数的相关性最高为0.919 7,两者之间建立的模型决定系数为0.739 2,0.617 8,具有很好的拟合效果.[结论]利用光谱角可以监测小麦叶片叶绿素及叶面积差异,在此基础上进行小麦氮素营养监测是可行的.     

基于无人机平台的小麦产量信息监测研究

无人机平台的发展为改变传统的作物生长环境数据采集方式和产量监测方式提供了契机.借助无人机平台,可以实现农作物生长环境数据的快速采集、即时传输和动态显示.相对于地面和高空遥感平台,无人机平台能在一定程度上弥补现有地面和高空遥感平台的不足,可以在作物生产领域等发挥巨大的作用.该文在传统遥感监测平台对作物长势监测和产量预测的基础上,分析了无人机低空遥感平台应用于中小型区域作物的监测和预测的应用进展,探讨无人机平台监测小麦长势和预测产量的可行性,提出了可行性的建议,以期促进我国精准农业的快速发展.     

基于无人机多光谱遥感的小麦长势监测研究

高效、无损的监测作物长势是现代精准农业的核心环节,无人机平台因具有成本低、数据获取效率高、测试高度及测试时间可按需调节等优点,在监测作物长势中发挥着地面平台和高空平台无法比拟的优势.本研究以小麦为研究对象,应用无人机搭载RedEdge-M多光谱相机获取主要生育时期的小麦冠层多光谱影像,并同步取样测量小麦叶片SPAD、地...     

基于高光谱植被指数的冬小麦产量监测

为了研究利用不同生育时期的植被指数监测冬小麦产量,以2 a不同肥料处理的冬小麦为研究对象,分析不同生育时期植被指数与冬小麦产量的关系,构建冬小麦产量的光谱植被指数监测模型。结果表明,植被指数能有效监测冬小麦产量,其中,孕穗期和抽穗期植被指数的监测效果较好,孕穗期的校正均方根误差(RMSEC)和决定系数(R_C~2)分别为1 131.42和0.78,抽穗期的RMSEC和R_C~2分别为1 015.59和0.77,拔节期的监测效果次之,灌浆期和成熟期的监测效果较差;但从作物生产角度考虑,拔节期监测冬小麦产量具有更重要的现实意义。研究表明,利用拔节期植被指数能够实现冬小麦产量的早期估测。     

应用卫星遥感技术监测小麦产量的探讨

<正> 遥感监测是本世纪六十年代发展起来的一门综合性探测先进科学技术,在农业生产上有广阔的应用前途。为了在黄淮海平原区建立冬小麦生产动态遥感监测体系,国家农业区划委员会委托北方遥感监测中心,于1990年3月在河南、河北、山东、山西、江苏、安徽六省利用NOAA/AVHRR气象卫星,对大面积麦田进行监测试验。商丘地区是河南省小麦遥感监测的唯一地区。我     

基于高光谱和激光雷达遥感的水稻产量监测研究

【背景】快速、准确地估算水稻产量对于肥水精确管理及国家粮食政策的制定至关重要。高光谱与激光雷达遥感作为2种不同的主被动监测技术,为水稻长势信息获取提供了多样化手段。【目的】对比2种遥感监测手段在不同生态点的独立数据集中的验证精度,寻求可移植性强的产量估算模型,对水稻长势监测提供理论与技术支撑,及为精确农业提供科学指导具有重要意义。【方法】本研究通过实施3年(2016—2018年)包含不同地点、不同品种与不同氮素水平的水稻田间试验,在抽穗后各时期同步获取点云数据和光谱数据,结合线性回归与随机森林回归来估算产量,探究抽穗后点云数据与光谱数据估算水稻产量的差异;同时评估产量模型在不同数据集的时空可移植性,寻求可移植性强的产量估算模型。【结果】利用点云数据估算产量的精度(R²=0.64—0.69)优于光谱数据的估算精度(R²=0.20—0.58);基于线性回归的产量估算模型,其验证精度明显优于基于随机森林回归的产量模型;产量模型在同一生态点的可移植性更强(不同生态点:RRMSE 16.69%—17.85%;同一生态点:RRMSE 11.37%—12....     

小麦光谱指数分析与应用

本文重点论述了各种光谱指数(IR-R/IR+R,IR/R,lg IR/R)对小麦生长势监测和生物量预报的意义与机制。文章还对 G/R(绿波段反射率与红波段反射率之比)光谱指数作出了有意义的信息提取。最后讨论了二维图法(R,IR)确定作物产量水平的步骤。     

地下水位对小麦产量影响的研究

试验于１９９２年１０月至１９９４年６月在江苏农学院作物水分测坑进行，采用人工模拟方法，将地下水埋深分别控制在５０，９０，１３０，１７０ｃｍ，比较不同地下水埋深对小麦生长发育和产量的影响，研究表明，地下水埋深为１３０ｃｍ的小麦产量最高，其次为９０ｃｍ和１７０ｃｍ，５０ｃｍ的产量最低，从产量构成看，产量差异主要表现在每穗粒数和粒重两个方面，花后干物质生产以１３０ｃｍ最高，根系活力也以１３０ｃｍ最强。     

基于高光谱遥感的小麦叶片糖氮比监测

 【目的】碳氮代谢反映植株生理状况和生长活力,是小麦籽粒产量与品质形成的生理基础,因而叶片糖氮比的实时无损监测对小麦生长诊断和氮素管理具有重要意义。本研究的主要目的是通过分析小麦叶片糖氮比与冠层高光谱参数的定量关系,确立小麦叶片糖氮比的定量监测模型。【方法】采用不同蛋白质含量的小麦品种在不同施氮水平下进行了连续3年大田试验,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定叶片糖氮比值,进而分析建立冠层高光谱参数与叶片糖氮比的回归模型。【结果】小麦叶片糖氮比随施氮水平的提高而下降,随生育进程呈“高-低-高”动态变化模式。利用高光谱对叶片糖氮比进行监测的适宜时期为拔节期至灌浆中期,其中开花期最好。水分特征参数FWBI和Area980与叶片糖氮比关系密切,指数方程拟合决定系数（R2）分别为0.762和0.768,估计标准误差（SE）分别为1.27和1.28。色素特征参数（R750-800/R695-740）-1和VOG2为变量,指数方程拟合决定系数（R2）分别为0.718和0.712,估计标准误差SE分别为1.87和1.95。经不同年际独立试验数据的检验表明,以参数FWBI、Area1190、（R750-800/R695-740）-1和VOG2参数为变量建立的叶片糖氮比监测模型表现很好,预测精度R2分别为0.627、0.618、0.691和0.795,预测相对误差RE分别为19.2%、18.7%、17.9%和18.3%。【结论】与色素指数和水分指数相关的特征光谱参数可以有效地评价小麦叶片糖氮比的变化状况,利用FWBI、Area1190、（R750-800/R695-740）-1和VOG2 4个参数可以对生长盛期的小麦叶片糖氮比进行可靠的监测。     

冬小麦根系活力与产量性状关系的研究

在大田条件下对6个冬小麦品种（系）不同生育时期根系活力（0－20cm耕层）的变化及其与产量性状的关系进行了分析。结果表明，在整个生育期内，不同小麦品种（系）的根系活力变化总趋势相似，但不同的品种（系）间存在差异，华麦9号、21015、鄂恩1号、华麦8号等4个品种（系）根系活力在拔节期增至最大值，而鄂麦12号、9214等2个品种（系）在孕穗期达最大值。小麦整个生育期内的根系活力的平均值与单株产量呈极显著正相关，但不同生育期根系活力对产量性状的影响并不相同，分蘖期根系活力对单株成穗数影响较大，孕穗期根系活力对穗粒数影响较大，千粒重受拔节期根系活力影响较大，穗粒重受分蘖期、灌浆期根系活力的影响较大。     

植株展开度、穗幅宽与小麦产量关系的研究

对11个小麦品种(系)植株展开度、穗幅宽与产量性状的关系进行了研究。结果表明：植株展开度、穗幅宽与籽粒产量的表型和遗传呈极显著正相关。通径分析进一步表明，植株展开度、穗幅宽对产量的效应主要通过生物产量、收获指数和穗粒重而起作用，且这2个性状测定方法简单，可作为高产育种的参考指标。     

小麦品种抗旱性鉴定指标与产量性状关系的探讨

分析了多个小麦品种在旱地条件下部分生理特性、形态特征与抗旱性和产量的关系以及水、旱地对比条件下抗旱系数、干旱敏感系数、抗旱指数、单株产量降低指数、产量构成因素降低指数与产量的关系。结果表明，小麦生育期间叶片含水量、失水率、植株高度、拔节期苗高、穗茎节长、抽穗度与抗旱性有着密切地相关关系。根据这些性状选择抗旱性对选择产量无明显负作用，可作为杂种后代分离群体选择抗旱性的生理和形态指标。以抗旱系数、干旱敏感系数、单株产量降低指数、产量构成因素降低指数作为选择抗旱性指标时，要考虑产量的高低。抗旱指数既能反映品种的抗旱性，又能体现品种的丰产性，可作为杂种稳定世代选择抗旱性和产量的较为可靠的指标。     

高产小麦氮肥施用研究进展

近年来,随着小麦高产品种的选育和栽培技术的改进,中国小麦产量不断提高,高产和超高产小麦面积不断增加,对保障国家粮食安全发挥了重要作用。但生产中高产小麦所占比例较小,高产品种的生物学潜力没有充分发挥。氮肥是小麦生产中重要的物质投入,对于小麦的产量和品质有着重要影响。2004年全国小麦平均氮肥用量达153.45kg/hm2,总用量达到331.85万t,占全国氮肥用量的14.93%。由于缺乏科学技术指导,中国不同区域和不同农户之间氮肥用量差别较大,氮肥利用率不高,对环境带来极大的压力。对中国高产小麦的生产和氮肥施用状况、高产小麦需氮规律、高产小麦氮肥施用技术和麦田的土壤肥力状况等进行了综述,并对今后高产小麦氮素管理提出了建议。     

倒伏对冬小麦病害发生情况和产量的影响

为了明确小麦发育中后期倒伏后病害发生情况和进行减产量化评估,采用木棍将小麦小心压倒人工模拟大风造成小麦倒伏的方法进行不同倒伏时间和不同倒伏程度处理,分析不同处理对小麦病害、早衰、成熟时间、产量及其构成因素的影响。结果表明:小麦在开花期至灌浆期间发生倒伏,主要加重纹枯病和白粉病的发生,病情均为3级,倒伏时间越早,小麦越易早衰和成熟期提前,病情指数与对照的差异也越显著。平铺和倾斜倒伏都使小麦穗粒数减少、千粒质量明显降低而导致大幅度减产,对穗粒数、千粒质量和产量的影响都是开花期灌浆始期灌浆中期灌浆后期,平铺倒伏处理依次减产25.9%、21.1%、10.1%、4.0%,倾斜倒伏处理依次减产9.1%、7.6%、5.0%、1.9%。从倒伏程度对小麦病害、早熟、成熟时间、产量及其构成因素的影响看,都是平铺倒伏的影响大于倾斜倒伏。故在小麦中后期倒伏产量减损评估时,宜将倒伏时间作为重要依据,其次还应结合倒伏程度综合分析。     

起垄种植对冬小麦增产效应的研究

采用起垄、覆膜、露地平栽 3种栽培模式 ,探索起垄种植对冬小麦的增产潜力。试验结果表明 ,起垄种植较对照露地平栽增产 30 .9% ,比覆膜种植增产 36 .7% ,起垄种植模式下株型结构、根冠比合理 ,为根系生长提供了较大的根际 ,为小麦获得较高产量奠定了良好的基础     

水肥条件对晋南水地冬小麦籽粒产量的影响

2012年对晋南3个县174个农户水地冬小麦灌溉施肥效果进行了调查研究。结果表明,该地区农户水地冬小麦产量较高,平均为5 836.7 kg/hm2,增产潜力较大;平均灌溉次数由1.9次增加到2.3次时,水地冬小麦产量会增加;当地施肥状况极不平衡,氮肥用量偏高,而磷肥不足;在当年降雨较为充足的情况下,当氮肥用量为180 kg/hm2、磷肥用量为100 kg/hm2左右时,水地冬小麦产量达到最高。适量增加灌水次数、控制氮肥用量、增加磷素养分投入对水地冬小麦增产有重要意义。     

葡聚糖改性尿素对冬小麦产量和肥料氮去向的影响

【目的】糖类物质具有调控氮素转化和作物生长的作用，目前尚不明确不同聚合度糖类物质与尿素反应对尿素氮肥利用、作物生长的影响及机理。通过将不同聚合度葡萄糖（葡聚糖）与¹⁵N尿素熔融制备葡聚糖改性尿素，分析葡聚糖改性尿素的结构变化与小麦产量和氮素吸收利用的关系，以期为葡聚糖在提高尿素氮肥利用效率中的应用提供科学依据。【方法】采用¹⁵N示踪技术，供试作物为冬小麦（济麦22），将葡萄糖（单体）、麦芽糖（2聚）、低聚麦芽糖（≈5聚）和聚葡萄糖（≈20聚）按1%添加量加入到熔融¹⁵N尿素（丰度为10.19%）中，制得葡聚糖改性尿素（葡萄糖、麦芽糖、低聚麦芽糖、聚葡萄糖改性尿素分别由GU、MU、OU和PU表示），以不同聚合度葡萄糖改性尿素和普通尿素（U）为供试肥料，运用田间土柱栽培试验研究葡聚糖改性尿素对小麦生长及肥料氮去向的影响。利用傅里叶红外变换（FTIR）光谱和¹³C核磁共振（¹³C NMR）波谱特征探究葡萄糖聚合度及其改性尿素的结构变化，并揭示其与小麦产量、氮肥利用的关系。【结果】（1）与U相比，葡聚糖改性尿素的FTIR谱图在3 343和1 601 cm^-1处的伯酰胺振动强度减弱，¹³C NMR波谱在158—171 ppm处检测到一个新的化学位移峰，是葡聚糖的醛基与尿素的胺基发生席夫碱反应，生成含C=N物质的标志。（2）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素（GU、MU、OU、PU）增加了小麦产量，分别较U提高了1.9%、9.2%、10.3%和12.3%，主要通过增加小麦穗数和穗粒数实现增产。（3）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素的小麦籽粒总氮吸收量和肥料氮吸收量分别提高了8.7%—20.0%和6.1%—13.9%；MU、OU和PU处理的氮素吸收量均高于GU。（4）与U相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素的¹⁵N利用率提高了2.0—6.1个百分点，肥料氮残留率提高了1.3—4.9个百分点，肥料氮损失率显著降低6.9—7.4个百分点。（5）相关性分析结果表明，小麦产量与葡萄糖聚合度呈显著正相关关系，而与席夫碱含量呈显著负相关；利用一元二次方程可显著拟合席夫碱含量与小麦产量和¹⁵N利用率的关系，葡萄糖聚合度5—8时，小麦产量和肥料氮利用率最高。【结论】与普通尿素相比，不同聚合度葡萄糖改性尿素可以增加小麦产量，促进氮素的吸收利用，提高肥料氮残留量，减少尿素氮肥损失。一定范围内，随着葡聚糖聚合度的增加，小麦产量和肥料氮吸收量逐渐增加，土壤中肥料氮残留量逐渐降低。葡萄糖聚合度为5—8，其对尿素改性增效的效果最佳。     

冬小麦高产栽培数学模型研究初报

选择了新疆冬小麦生产中对产量影响最大而又容易控制的５个因子，采用５因素５水平通用旋转组合设计，研究了播种粒数、底肥纯氮量、底肥纯磷量、返青后追氮时间和追氮量等单因素效应和因素之间交互效应对籽粒产量的影响。利用回归模型，频数分析和计算机模拟等方法，优化出产量为５６２６～６３７５ｋｇ·ｈｍ－２的最佳综合农艺措施     

利用污水厂污泥生产复混肥及对冬小麦增产效果研究

研究了以污水厂污泥与尿素、磷酸二铵、磷酸铵、氯化钾等化肥为原料的复混肥生产工艺，通过控制C／N、含水率、温度、供气量等工艺参数，生产出了能在农业上应用的污泥复混肥．通过在沙质土壤中施用不同量及不同配方的复混肥，进行了城市生活污水污泥复混肥在冬小麦生长中的应用效果研究．结果表明，污泥复混肥具有良好的改良土壤、增加小麦产量的作用．污泥复混肥作底肥与对照组相比，对植株的生长性状大都产生了显著或极显著的影响．小麦冬前分蘖增加30～60万个／hm^2，返青后分蘖数增加30～90万个／hm^2，拔节期蘖茎数增加30～105万个／hm^2，穗数增加19．5～45万条／hm^2，株高增加2～4cm．施用复混肥对小麦发育生长没有不良影响，有增产效果．一般穗粒数增加1～2个，千粒质量提高0．1～1．7g，产量增加457．5～1209．0kg／hm^2，增产率为7．6％～20．2％．但是由于污泥中重金属在土壤中的累积及在粮食作物中的富集现象，施用复混肥应控制污泥的比例．